Poco a poco hemos ido descubriendo los mecanismos detrás de nuestra memoria, cómo se construyen los recuerdos y cómo se almacenan algunas emociones en la corteza cerebral. Sin embargo, todavía nos faltaba entender algo muy importante: ¿Qué estimula la memoria?
Un nuevo estudio con ratones ha hallado la respuesta en un complejo proceso molecular que involucra a la enzima fosfodiesterasa 4D5, o simplemente PDE4D5. Esta proteína soluble se encuentra en algunas regiones del cerebro, y es la que estimula a los receptores adrenérgicos beta-2 durante la formación de recuerdos.
Así que, visto lo visto, la PDE4D5 parece ser vital para iniciar el proceso de consolidación de la memoria. Y puede que también lo sea para rescatar las vivencias de los pacientes con Alzheimer.
¿Una enzima puede marcar la diferencia?
Memorizar es un proceso más complicado de lo que se piensa. Mientras leemos o observamos, nuestro cerebro lleva a cabo una coreografía precisa de interacciones entre neuronas, neurotransmisores, receptores y enzimas. Todo con tal de que podamos recordar más adelante esa información.
Para comprender estos procesos internos, los investigadores observaron los receptores adrenérgicos beta-2. Estas estructuras están presentes en todo el cuerpo, pero son especialmente abundantes en las células nerviosas del hipocampo. Es decir, la región del cerebro que se encarga de generar la memoria a corto y largo plazo.
Cuando los receptores adrenérgicos beta-2 se activan en esta región, a través de una serie de pasos moleculares conocidos como vía de señalización, estimulan el núcleo de la neurona para exportar la enzima fosfodiesterasa. Así da inicio un proceso que se conoce como fosforilación, en el cual la enzima guía los estímulos en las neuronas hacia otras regiones para su posterior almacenamiento.
Investigaciones previas ya sugerían que la PDE4D5 promovía la memoria y, por ende, su ausencia podría causar lagunas mentales o problemas de atención. Sin embargo, este es el primer estudio que demuestra realmente cuán importante es dentro del cerebro.
El porqué de la mala memoria
Los investigadores utilizaron ratones modificados genéticamente para probar si la fosforilación de los receptores adrenérgicos beta-2 era un proceso esencial o no.
Tal como suponían, los ratones alterados genéticamente exhibieron una mala memoria relacionada con el espacio y la ubicación de los recuerdos. Como carecían de PDE4D5 en sus receptores adrenérgicos beta-2, no podían seguir la vía de señalización normal cuando se activaban los receptores.
Este es el mismo problema que aparece durante las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer, cuando las neuronas acumulan toxinas y dejan de seguir las vías de señalización.
Sin embargo, cuando los investigadores le proporcionaron a los ratones con problemas de memoria un fármaco conocido como inhibidor de la PDE4 (comparable a la enzima PDE4D5), la capacidad de los ratones para retener recuerdos aumentó.
Tal hallazgo muestra que la fosfodiesterasa, y la expresión génica que la acompaña, la fosforilación del receptor, son la base de nuestra memoria.
“Si no tienes esta expresión génica, no tendrás memoria”.
Yang K. Xiang, profesor de la Universidad de California
Lecciones sobre la memoria humana y el Alzheimer
El nuevo estudio se centra en el sistema adrenérgico central y la capacidad de prestar atención, que es esencial en la memoria. Sin embargo, el equipo está explorando ahora el uso de inhibidores de la PDE4 para la enfermedad de Alzheimer.
Sus resultados sugieren que una intervención con PDE4D5 permitiría a los pacientes recuperar la memoria o ralentizar la progresión de la enfermedad.
No obstante, estos avances pueden demorar un par de años. Así que quedémonos con la idea de que esta enzima es clave para la memoria. No importa cuanto repasemos las tablas de multiplicar o la tabla periódica, si andamos escasos de fosfodiesterasa, olvidaremos todo a la mañana siguiente.
Referencias:
Arrestin-dependent nuclear export of phosphodiesterase 4D promotes GPCR-induced nuclear cAMP signaling required for learning and memory https://doi.org/10.1126/scisignal.ade3380
